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Foram realizadas medidas de espalhamento para o sistema 7Be + 9Be em ECM = 13 MeV (Elab = 23,1 MeV). A experiência foi realizada utilizando o acelerador Pelletron do Instituto de Física da Universidade de São Paulo em conjunto com o sistema RIBRAS (Radioactive Ion Beams in Brasil). As seções de choque 9Be(7Be,7Be)9Be e de transferência elástica 9Be(7Be,9Be)7Be foram obtidas e utilizadas na construção da distribuição angular completa, na região angular entre 15° até 160°. Cálculos com modelo óptico foram realizados utilizando diversos potenciais encontrados na literatura. Devido à energia do primeiro estado excitado do 7Be (Ex = 0,429 MeV) ser menor que a resolução energética do experimento, a seção de choque elástica não pode ser separada experimentalmente da inelástica, porém, através de cálculos de canais acoplados foi comprovado que o espalhamento inelástico não tem influência considerável na distribuição angular elástica. Por fim, através de cálculos de DWBA para a transferência elástica, foram obtidos fatores espectroscópicos de dois nêutrons no 9Be . Os resultados indicam que os potenciais de espalhamento e do estado ligado têm grande influência no canal de transferência elástica. / 7Be + 9Be scattering measurements were performed at ECM = 13 MeV (Elab = 23.1 MeV). The experiment was carried out in the 8UD Pelletron accelerator of the Institute of Physics of the University of São Paulo with the RIBRAS (Radioactive Ion Beams in Brasil) system. The elastic 9Be(7Be,7Be)9Be and elastic transfer 9Be(7Be,9Be)7Be cross sections were obtained and used to construct the complete angular distribution, in the angular range from 15°$ to 160°. Optical model calculations were performed using several optical potentials from the literature. Due to the first low lying excited state of 7Be (Ex = 0.429 MeV) the elastic cross section cannot be experimentally separated of the inelastic part. However, coupled channel calculations show that the contribution of the inelastic scattering has no major influence on the elastic angular distribution. Finally, the DWBA calculations for elastic transfer provide the two neutrons spectroscopic factors in 9Be. The results indicate that the transfer channel is sensitive to the bound state and optical potentials used in the analysis.

Foram medidas distribuições angulares do espalhamento elástico 17O + p e da reação de transferência p(17O,a)14N nas energias ECM = 1,39 e 2,33 MeV. Foi utilizado feixe de 17O produzido no Laboratório Pelletron, com energias de 25 e 42 MeV. As medidas foram efetuadas utilizando-se alvos plásticos de mylar aluminizado (C10H10O4) e polietileno (CH2) com espessuras de 354µg/cm² e 6mg/cm², respectivamente. As distribuições angulares experimentais do espalhamento elástico e da reação de transferência foram analisadas por cálculos de Modelo Óptico e Aproximação de Born de Ondas Distorcidas (DWBA), ambos levando em conta uma estimativa da contribuição do núcleo composto através de cálculos de Hauser-Feshbach. Em 42 MeV, foi medida uma função de excitação do espalhamento elástico utilizando o Método de Espalhamento Ressonante com alvo grosso de (CH2). Várias ressonâncias do núcleo composto 18F são observadas. / Angular distributions of the elastic scattering 17O + p and of the transfer reaction p(17O, a)14N have been measured at the energies, ECM = 1.39 and 2.33 MeV. The 17O beam was produced by the Pelletron accelerator at the energies of 25 and 42 MeV. The measurements have been performed using plastic targets of aluminized mylar (C10H10O4) and polyethylene (CH2) with thicknesses 354µg/cm² and 6mg/cm², respectively. The experimental angular distributions of the elastic scattering and of the transfer reaction have been analyzed by optical model and Distorted Waves Born Approximation (DWBA) calculations, both taking into account the compound nucleus contribution via Hauser-Feshbach calculations. At 42 MeV, an excitation function of the elastic scattering has been measured using the Resonant Scattering Method with thick targets of (CH2). Resonances in the 18F compound nucleus are observed.

A reação 10B+120Sn foi medida no Laboratório Aberto de Física Nuclear (LAFN) do Instituto de Física da Universidade de São Paulo, em energias próximas a barreira coulombiana (VB = 35 MeV). Distribuições angulares de espalhamento elástico e inelástico foram obtidas, e o canal de transferência de um nêutron do alvo para o projétil foi identificado. Além disso, foram feitas medidas utilizando a técnica de detecção em coincidências gamma-partícula no espectrômetro Saci-Perere (Sistema Ancilar de Cintiladores e Pequeno Espectrômetro de Radiação Eletromagnética com Rejeição de Espalhamento). Tais medidas possibilitaram a identificação do processo de fusão completa, a partir da detecção dos raios-gamma provenientes do núcleo composto 127Cs, formado pela absorção de toda carga do projétil pelo alvo, seguido da evaporação de nêutrons. Eventos relacionados ao processo de fusão incompleta, originados da quebra do projétil 10B, também foram identificados. Uma descrição teórica dos principais resultados experimentais foi realizada dentro do formalismo de canais acoplados, utilizando o potencial de São Paulo para descrever a parte real da interação nuclear entre os núcleos participantes da reação. / The 10B+120Sn reaction was measured at the \"Laboratório Aberto de Física Nuclear\" (LAFN, acronym in Portuguese) of the \"Instituto de Física da Universidade de São Paulo\", at energies around the Coulomb barrier (VB = 35 MeV). Angular distribuitions for the elastic and inelastic scattering were obtained, and the transfer channel of a neutron from the target to the projectile was also identified. Besides that, another set of measurements were carried out using the gamma-particle coincidence techinique with the ancillary system of scintillators and gamma-ray detectors Saci-Perere (acronym of \"Sistema Ancilar de Cintiladores e Pequeno Espectrômetro de Radiação Eletromagnética com Rejeição de Espalhamento\"). Such measurements have allowed the identification of the complete fusion process through the detection of gamma-rays coming from the compound nuclei 127Cs, formed by the absorption of the total projectile charge by the target, followed by the evaporation of neutrons. Events related to the incomplete fusion process, originated from the breakup of 10B, were also identified. A theoretical description of the main experimental results has been performed within the coupled channel formalism, using the São Paulo potential to represent the real part of the nuclear interaction between the two reacting nuclei.

Orientador: Marcio José Menon / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-09-03T06:43:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_PauloVictorRecchiaGomesDa_D.pdf: 2099457 bytes, checksum: 1ee131514df28d70491b1009310811be (MD5) Previous issue date: 2017 / Resumo: A Cromodinâmica Quântica (QCD) constitui a teoria quântica de campos da interação forte. Apesar do seu sucesso na descrição de diversos processos envolvendo hádrons, o espalhamento elástico ainda é um desafio para a teoria. Este processo é caracterizado por pequeno momento transferido e, nessa escala, não é possível utilizar a abordagem perturbativa. Embora resultados não-perturbativos tenham sido obtidos recentemente, ainda não possuímos uma descrição completa (para qualquer energia e momento transferido) no âmbito da QCD para grandezas físicas associadas ao espalhamento elástico, por exemplo, a seção de choque total ($\sigmatot$), o parâmetro $\rho$, a seção de choque elástica ($\sigmael$) e a seção de choque diferencial. As descrições dos dados experimentais associados baseiam-se em abordagens empíricas e fenomenológicas tais como o Formalismo de Regge-Gribov e modelos inspirados em QCD. Desde o início das operações do LHC, nós tivemos a oportunidade de estudar essas grandezas nas energias mais altas disponíveis em experimentos de aceleradores, especificamente 7 e 8 TeV para o espalhamento próton-próton ($pp$). Nesta tese, o interesse principal é a dependência com a energia de três grandezas, especificamente a razão $X=\sigmael/\sigmatot$, $\sigmatot$ e o parâmetro $\rho$, ou seja, o comportamento destas grandezas em energias altas e assintóticas, bem como a influência de contribuições sub-dominantes para $\sigmatot$. Estes tópicos estão divididos em três estudos independentes, mas complementares, envolvendo aspectos empíricos, fenomenológicos e teóricos. No primeiro tópico, desenvolvemos uma análise empírica da razão $\sigmael/\sigmatot$, a qual está relacionada com a função perfil com parâmetro de impacto nulo (opacidade hadrônica central). Através de parametrizações apropriadas, com um número pequeno de parâmetros livres, obtivemos boas descrições dos dados experimentais dos espalhamentos $pp$ e antipróton-próton ($\ppbar$). A partir dos ajustes aos dados utilizando quatro variantes, concluímos que o cenário assintótico de disco negro não é a única solução e, além disso, os resultados favorecem um cenário de disco cinza. No segundo tópico, estudamos o crescimento de $\sigmatot$ em função da energia através de parametrizações baseadas no formalismo de Regge-Gribov e testamos dois termos dominantes, um logaritmo ao quadrado e um logaritmo elevado a um número real $\gamma$, onde $\gamma$ é um parâmetro livre de ajuste. Adicionalmente, discutimos dois métodos analíticos para conectar as partes real e imaginária da amplitude de espalhamento elástico, especificamente Relações de Dispersão Derivativas (RDD) e Unicidade Assintótica (UA), os quais resultam em diferentes parametrizações para $\sigmatot$ e parâmetro $\rho$. Por sua vez, essas diferenças são também discutidas. Os resultados favorecem a método RDD tanto no contexto formal, quanto no contexto prático. A recente tensão entre os dados das Colaborações TOTEM e ATLAS em 7 e 8 TeV também é discutida e considerada nas reduções de dados. No terceiro e último tópico, dois termos subdominantes de $\sigmatot$ obtidos em uma abordagem não-perturbativa da QCD para o espalhamento elástico são considerados em ajustes aos dados de $pp$ e $\ppbar$, bem como em ajustes aos dados de outras reações bárion-bárion e méson-bárion. Nesta análise, com um parâmetro extra e com informações teóricas adicionais, também obtemos um cenário assintótico de disco cinza / Abstract: Quantum Chromodynamics (QCD) constitutes the quantum field theory of the strong interaction. Despite the success of this theory in the description of several processes involving hadrons, the elastic scattering is still a theoretical challenge. This process is characterized by a small transferred momentum and, in this range, the perturbative techniques are not applicable. Although nonperturbative results have been obtained in recent years, we still do not have a full description within QCD of the quantities related to the elastic scattering, valid for all the energies and transferred momentum, for example, the total cross section ($\sigmatot$), the $\rho$ parameter, the elastic cross section ($\sigmael$) and the differential cross section. The attempts to describe experimental data rely on empirical and phenomenological approaches such as Regge-Gribov Formalism and QCD inspired models. Since the start of Run 1 at the LHC, we have the opportunity to study the quantities above in the largest energies available in accelerator experiments, namely 7 and 8 TeV for proton-proton ($pp$) scattering. In this thesis, the main interest is in the energy dependence of three quantities, the ratio $X=\sigmael/\sigmatot$, the $\sigmatot$ and the $\rho$ parameter, namely the behaviour at high and asymptotic energies, as well as the influence of sub-leading contributions to $\sigmatot$. These topics are divided into three different, but complementary studies, involving empirical, phenomenological and theoretical aspects. In the first topic, we develop an empirical analysis on the ratio $\sigmael/\sigmatot$, a quantity related to the profile function at impact parameter zero (the hadronic central opacity). By means of suitable parameterizations, with a small number of free parameters, we have obtained good descriptions of the experimental data on $pp$ and antiproton-proton ($\ppbar$) data. From the fits with four variants, we conclude that the asymptotic black-disk scenario is not a unique solution and, moreover, the results favour a grey-disk scenario. In the second topic, we study the rise of $\sigmatot$ with the energy through parameterizations based on the Regge-Gribov formalism and we consider two options for the leading terms: a log-square and a log-raised-to-$\gamma$, with $\gamma$ a free fit parameter. In addition, we discuss two analytic methods to connect the real and imaginary parts of the elastic scattering amplitude, namely Derivative Dispersion Relations (DDR) and Asymptotic Uniqueness (AU), which lead to different parameterizations for $\sigmatot$ and the $\rho$ parameter; these differences are critically discussed. The results favour the DDR method in both formal and practical contexts. The recent tension between the TOTEM and ATLAS data at 7 and 8 TeV is discussed and considered in the data reductions. In the third topic, two sub-leading terms for $\sigmatot$, obtained in a nonperturbative QCD approach to the elastic scattering, are considered in fits to $pp$ and $\ppbar$ data and also in fits to data from meson-baryon and other baryon-baryon scattering. In this analysis, with an extra parameter, and with theoretical inputs, we also obtain an asymptotic grey-disk scenario for the colliding particles / Doutorado / Física / Doutor em Ciências / 152985/2013-1 / 2013/27060-3, 2015/21855-0 / CNPQ / FAPESP

Foram realizadas medidas de espalhamento para o sistema 7Be + 9Be em ECM = 13 MeV (Elab = 23,1 MeV). A experiência foi realizada utilizando o acelerador Pelletron do Instituto de Física da Universidade de São Paulo em conjunto com o sistema RIBRAS (Radioactive Ion Beams in Brasil). As seções de choque 9Be(7Be,7Be)9Be e de transferência elástica 9Be(7Be,9Be)7Be foram obtidas e utilizadas na construção da distribuição angular completa, na região angular entre 15° até 160°. Cálculos com modelo óptico foram realizados utilizando diversos potenciais encontrados na literatura. Devido à energia do primeiro estado excitado do 7Be (Ex = 0,429 MeV) ser menor que a resolução energética do experimento, a seção de choque elástica não pode ser separada experimentalmente da inelástica, porém, através de cálculos de canais acoplados foi comprovado que o espalhamento inelástico não tem influência considerável na distribuição angular elástica. Por fim, através de cálculos de DWBA para a transferência elástica, foram obtidos fatores espectroscópicos de dois nêutrons no 9Be . Os resultados indicam que os potenciais de espalhamento e do estado ligado têm grande influência no canal de transferência elástica. / 7Be + 9Be scattering measurements were performed at ECM = 13 MeV (Elab = 23.1 MeV). The experiment was carried out in the 8UD Pelletron accelerator of the Institute of Physics of the University of São Paulo with the RIBRAS (Radioactive Ion Beams in Brasil) system. The elastic 9Be(7Be,7Be)9Be and elastic transfer 9Be(7Be,9Be)7Be cross sections were obtained and used to construct the complete angular distribution, in the angular range from 15°$ to 160°. Optical model calculations were performed using several optical potentials from the literature. Due to the first low lying excited state of 7Be (Ex = 0.429 MeV) the elastic cross section cannot be experimentally separated of the inelastic part. However, coupled channel calculations show that the contribution of the inelastic scattering has no major influence on the elastic angular distribution. Finally, the DWBA calculations for elastic transfer provide the two neutrons spectroscopic factors in 9Be. The results indicate that the transfer channel is sensitive to the bound state and optical potentials used in the analysis.

Este trabalho apresenta o primeiro estudo dos estados aniônicos de baixa energia da para-Benzoquinona (p-BQ) por meio de cálculos de espalhamento elástico de elétrons pela molécula neutra. Foi utilizado o método multicanal de Schwinger implementado com pseudopotenciais de Bachelet, Hamann e Schlüter, na aproximação de núcleos fixos, e nas aproximações estático-troca e estático-troca mais polarização. As seções de choque integrais foram calculadas em duas geometrias do alvo, otimizadas para o estado fundamental da molécula neutra e do ânion. Os estados aniônicos encontrados foram aracterizados e comparados com resultados experimentais, realizados com a técnica de espectroscopia de transferência eletrônica (ETS). Três estados * foram observados, sendo um ligado e dois metaestáveis, em acordo com os experimentos. Uma ressonância de Feshbach foi encontrada nos cálculos, tal qual é observada experimentalmente e sugerida em diversos estudos teóricos de estado ligado. Acredita-se que a aproximação utilizada para descrever estados excitados do alvo poderá ser reconsiderada, em que é sugerida uma proximação mais sofisticada, a ser utilizada em cálculos futuros. Com este estudo, é possível uma melhor compreensão dos resultados experimentais ETS, assim como é permitida uma interpretação de estudos teóricos sobre os estados aniônicos da p-BQ. Ademais, este trabalho possibilita próximos estudos de espalhamento envolvendo quinonas mais complexas. / This work present the first study of low-energy anionic states in para-benzoquinone (p-BQ) by electron scattering calculations. The elastic scattering calculations were done in the fixed-nuclei approximation, with the Schwinger multichannel method implemented with pseudopotentials of Bachelet, Hamann and Schlüter, in the static-exchange and in the static-exchange plus polarization approximations. The integral cross sections were performed in two target geometries optimized for the neutral and anion ground states. The anionic states found were characterized and compared with experimental results obtained by electron transfer spectroscopy (ETS). Three * states were observed, a bound state and two metastable, in good agreement with experimental results. A Feshbach resonance was found in calculations, also it is observed experimentally and it was suggested in several theoretical studies of bound state. It is believed that the approach used to describe the target excited states can be reconsidered, as it is suggested a more sophisticated approach to be used in future calculations. With this study, a better understanding of experimental results ETS is possible, as it allowed an interpretation of theoretical studies of the anionic states of p-BQ. Moreover, this work enables further scattering studies involving more complex quinones.

<p>Two aspects of applied nuclear physics have been studied in this thesis; Monte Carlo simulations for high-sensitivity monitoring of radioactive xenon and high-accuracy neutron-proton scattering measurements for neutron physics applications and fundamental physics.</p><p>The Monte Carlo simulations have been performed for two systems for detection of radioactive xenon, using the MCNP code. These systems, designed for monitoring of violations of the Comprehensive Nuclear-Test-Ban Treaty, are based on coincident detection of electrons and gamma rays, emitted in beta decay of xenon nuclides produced in nuclear weapons explosions. In general, the simulations describe test data well, and the deviations from experimental data are understood. </p><p>The neutron-proton scattering measurements have been performed by measuring the differential <i>np</i> scattering cross section at 96 MeV in the angular range θ_c.m.= 20° – 76°. Together with an earlier data set at the same energy, covering the angles θ_c.m.= 74° – 180°, a new data set has been formed in the angular range θ_c.m.= 20° – 180°. This extended data set has been normalised to the experimental total <i>np</i> cross section, resulting in a renormalisation of the earlier data of 0.7 %, which is well within the stated normalisation uncertainty for that experiment. The results on forward <i>np</i> scattering are in reasonable agreement with theory models and partial wave analyses and have been compared with data from the literature.</p>